La 'misi¨®n del agua' de la ESA cumple un a?o

La misi¨®n del agua de la ESA, SMOS (Humedad del Suelo y Salinidad del Oc¨¦ano, en sus siglas en ingl¨¦s), celebr¨® el pasado noviembre su primer a?o en ¨®rbita. SMOS fue lanzado el 2 de noviembre de 2009 desde una base de lanzamiento rusa. Como su nombre indica, su objetivo es proporcionar informaci¨®n clave sobre dos variables esenciales en el ciclo del agua de la Tierra: la humedad del suelo y la salinidad del oc¨¦ano.

Hasta ahora no se dispon¨ªa de medidas globales de ambas variables, aparte de los datos in situ obtenidos a partir de catas en el suelo o boyas en el oc¨¦ano. ?Por qu¨¦ queremos informaci¨®n sobre la humedad del suelo y la salinidad del oc¨¦ano? La humedad del suelo no solo es importante para el crecimiento de las plantas, tambi¨¦n est¨¢ estrechamente vinculada a la meteorolog¨ªa y al clima, puesto que controla el intercambio de agua y energ¨ªa entre la tierra y la atm¨®sfera mediante la evaporaci¨®n y la transpiraci¨®n de las plantas. Como resultado, la humedad del suelo juega un importante papel, por ejemplo, en la gestaci¨®n de los fen¨®menos meteorol¨®gicos sobre ¨¢reas terrestres.

Los cambios en la temperatura y salinidad, a su vez, dirigen la circulaci¨®n oce¨¢nica global. Los datos cient¨ªficos, muy necesarios, servir¨¢n para mejorar los modelos meteorol¨®gicos y clim¨¢ticos, y para elaborar predicciones m¨¢s precisas.

El primer a?o de SMOS ha sido incre¨ªblemente activo. Los primeros seis meses de su vida en ¨®rbita han estado dedicados a la puesta en marcha de la misi¨®n. Esta fase incluye el calibrado de los instrumentos, as¨ª como la comprobaci¨®n de todos los sistemas en el espacio y en tierra que garantizan el correcto desarrollo de la misi¨®n. As¨ª pues, con todo en orden, la fase de operaciones comenz¨® a finales de mayo pasado.

Desde entonces se env¨ªan a la comunidad cient¨ªfica todos los datos, tanto los de nivel 1, los de temperatura de brillo, como los m¨¢s complejos de humedad del suelo y salinidad del oc¨¦ano. Investigadores de todo el mundo trabajan ahora con estos datos, y ya est¨¢n saliendo los primeros y emocionantes resultados. Aunque a¨²n queda trabajo por hacer para refinar el procesado de los datos de salinidad oce¨¢nica y humedad del suelo, ya se ha generado el primer mapa global que combina ambos tipos de datos. Este es un avance muy significativo, dado que hasta ahora dispon¨ªamos solo de medidas in situ que, por su naturaleza, solo proporcionaban una informaci¨®n espacial y temporal limitada.

Los nuevos datos, un verdadero hito para la comunidad oceanogr¨¢fica, permitir¨¢n mejorar en el futuro los modelos de circulaci¨®n oce¨¢nica, cuyo papel en la investigaci¨®n del cambio clim¨¢tico es esencial. En cuanto a la medici¨®n de la humedad del suelo, en el pasado ya se han usado los datos de sat¨¦lite, pero solo para obtener ¨ªndices relativos y no valores absolutos.

Una importante aplicaci¨®n de los datos de SMOS ser¨¢n los modelos de predicci¨®n meteorol¨®gica. El Centro Europeo para Predicci¨®n Meteorol¨®gica a Medio Plazo (ECMWF, siglas en ingl¨¦s) est¨¢ estudiando ya la aplicabilidad de los nuevos datos a sus modelos. No obstante, aprovechar los datos en todo su potencial a¨²n requiere trabajo. Despu¨¦s de todo SMOS lleva en ¨®rbita solo un a?o, y es una tecnolog¨ªa espacial tan novedosa que los ingenieros y cient¨ªficos han estado muy ocupados calibrando los instrumentos y evaluando su funcionamiento. Ahora comienza la validaci¨®n de los datos, esto es, la comparaci¨®n entre las mediciones realizadas desde el espacio y en el suelo.

SMOS es especial por los datos cient¨ªficos que proporciona, pero tambi¨¦n por su tecnolog¨ªa. El instrumento a bordo de SMOS es el radi¨®metro MIRAS, desarrollado por la compa?¨ªa espa?ola EADS-CASA y que opera en longitudes de onda nunca antes empleadas en observaci¨®n de la Tierra. Estas longitudes de onda, y el grado de precisi¨®n necesario para las aplicaciones cient¨ªficas de SMOS, requerir¨ªan desplegar una antena muy grande, de un tama?o pr¨¢cticamente imposible de lanzar al espacio. Para solventar este problema se ha hallado una inteligente soluci¨®n en un principio usada en radioastronom¨ªa: en lugar de una gran antena, SMOS lleva varias antenas peque?as distribuidas a lo largo de sus tres brazos en forma de Y. Con los datos de estas antenas peque?as se reconstruye una imagen completa.

Adem¨¢s de la ESA y de la Agencia Espacial Francesa (CNES), que proporcion¨® los fondos para las operaciones de la plataforma del sat¨¦lite -Proteus-, Espa?a tiene un papel especialmente importante en el desarrollo de SMOS. Espa?a ha cofinanciado el desarrollo del Centro de Proceso de Datos del Segmento de Tierra (DGPS, siglas en ingl¨¦s), en ESAC, centro de la ESA en Villanueva de la Ca?ada, cerca de Madrid. Es en este centro donde se reciben y procesan los datos para su posterior env¨ªo a los usuarios. Espa?a participa tambi¨¦n en el desarrollo de los productos de mayor nivel -globales, basados en m¨²ltiples sensores- de humedad del suelo y salinidad del oc¨¦ano a trav¨¦s de un centro de procesado en ESAC que cuenta con el apoyo cient¨ªfico del Centro Experto de Barcelona, situado en la Universidad Polit¨¦cnica de Catalu?a.

Espa?a financia igualmente diversos proyectos cient¨ªficos destinados a la explotaci¨®n de los datos de SMOS, dirigidos muchos de ellos por el co-investigador principal de la misi¨®n, Jordi Font. La contribuci¨®n espa?ola ha permitido tambi¨¦n el desarrollo y mantenimiento de la gran ¨¢rea experimental Valencia Anchor Station, dirigida cient¨ªficamente por Ernesto L¨®pez-Baeza. Se trata de una de las principales ¨¢reas de calibraci¨®n y validaci¨®n de medidas de humedad del suelo a las que la ESA da soporte, a trav¨¦s de campa?as a¨¦reas y contribuciones en especie, como equipos.

Poco despu¨¦s del lanzamiento de SMOS se hizo patente que en algunas zonas los datos estaban muy contaminados por interferencias de radiofrecuencias, o RFI. Esto es especialmente importante en el sur de Europa, Asia, Oriente Medio y en algunas zonas costeras. La Uni¨®n Internacional de Telecomunicaciones ha establecido que la banda de frecuencias a las que opera SMOS est¨¢ reservada para sat¨¦lites de observaci¨®n de la Tierra, investigaci¨®n espacial y radioastronom¨ªa, pero en ocasiones las interferencias cegaban el instrumento de SMOS y convert¨ªan en inservibles los datos de determinadas ¨¢reas.

Si bien SMOS lograba cumplir sus objetivos cient¨ªficos en las ¨¢reas sin interferencias, el problema deb¨ªa ser abordado a trav¨¦s de la colaboraci¨®n internacional. Esto se est¨¢ haciendo caso por caso empezando por Europa, estableciendo colaboraciones con los Gobiernos; de hecho, ya se ha eliminado un n¨²mero significativo de fuentes de interferencias. Las autoridades espa?olas se han mostrado particularmente dispuestas a cooperar, y como consecuencia Espa?a est¨¢ ahora pr¨¢cticamente libre de RFI.

Para SMOS este ha sido, en conjunto, un primer a?o en ¨®rbita muy exitoso. Tambi¨¦n para el programa de Observaci¨®n de la Tierra de la ESA en general, que en solo doce meses ha lanzado tres misiones Earth Explorer en perfecto estado tanto desde el punto de vista t¨¦cnico como cient¨ªfico.

Susanne Mecklenburg es responsable de Misi¨®n del sat¨¦lite SMOS en la Agencia Espacial Europea, ESA